太阳能逆变器中IGBT和MOSFET技术解析

《太阳能逆变器中IGBT和MOSFET技术解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、太阳能逆变器中IGBT和MOSFET技术解析⑴2014-09-2320:30:35來源:互联网关键字：太阳能逆变器IGBTMOSFET发展逆变器技术是太阳能应用提出的要求，木文介绍了太阳能逆变器的原理及架构，着重介绍了1GBT和MOSFET技术，实现智能控制是发展太阳能逆变器技术的关键。一、太阳能对逆变器的要求通过太阳能光伏技术将太阳辐射转换成电能是现在市而上最有效也是最具发展潜力的可再生能源技术。现在，普通A阳能光伏系统都是由许多紧密相连的太阳能电池板纟R成。这些电池板先分组串联，再将不同的串联电池纟fl并联起来形成电池阵列。hl前我国光伏

2、发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电辿充电，而蓄电池胃接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波诂供电系统均为总流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如12V、24V、48V等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏魁很难作为商品进入市场。光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用成熟的市场模式，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。A阳能逆变器是一种功率电子电路，能把A阳能电池板的直流电压转换为交流电压来驱动家用电器

3、、照明及电机工具等交流负载，是整个太阳能发电系统的关键组件。逆变器有两个基木功能：一方而是为完成DC/AC转换的电流连接到电网，另一方而是找岀最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率。对于特定的A阳光辐射、温度及电池类型，A阳能光伏系统都相应有唯一的最佳电压及电流，从而使光伏系统产生最人的能量。因此，在太阳能应用屮对逆变器必须满足以下基本要求：1.要求具有较高的效率。山于目丽A阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，

4、这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选,并要求逆变器具备各种保护功能，如输入肯流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。3.要求肓流输入电压有较宽的适M范囤，由于太阳电池的端电压随负载和口照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具冇重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V蓄电池，其端电压可在10V〜16VZ间变化,这就耍求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。1.在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应

5、为失真度鮫小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有鮫多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、人容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输岀正弦波电流。二、太阳能逆变器的原理及架构通常把交流电能变换成直流电能的过程称Z为整流，相控整流是最常见的交-直流变换过程；而把直流电能变换成交流电能的过程称Z为逆变，它是整流的逆过程。在逆变电路中，按照负载性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。如果把该电路的交流侧接到交流电

6、源上，把直流电能经过直-交流变换,逆变成与交流电源同频率的交流电返送到电网上去，称作有源逆变。相皿的装置称为有源逆变器，控制角大于90°的相控整流器为常见的有源逆变器。而把直流电能变换为交流电能，直接向非电源负载供电的电路，称Z为无源逆变电路，又称为变频器。逆变器类型有他励逆变器、白励逆变器、脉宽调制（PWM）型逆变器。具中他励逆变器需耍外部交流电压源，给晶闸管提供整流电压。他励逆变器主耍应用在大功率并网情况下；对于功率低于1MW的光伏发电系统，主要采用口励逆变器方式。口励逆变器不需要外部交流电压源，整流电压由逆变器的一部分储能元件（比如电容

7、）來提供或者通过増加待关断整流阀（像MOSFET或1GBT）的电阻值来实现。输出电压被脉冲调制的白励逆变器被称为脉冲逆变器。这种逆变器通过增加周期内脉冲的切换次数，來降低电压、电流的谐波含量；谐波含量与脉冲切换次数呈正比。H前，并网逆变器的输出控制模式主耍有两种：电压型控制模式和电流型控制模式。电压型控制模式的原理是以输出电压作为受控量，系统输出和电网电压同频同相的电压信号，整个系统相当于一个内阻很小的受控电压源；电流型控制模式的原理则是以输出电感电流作为受控口标，系统输岀和电网电压同频同相的电流信号，整个系统相当于一个内阻较人的受控电流源。

8、目前，太阳能逆变器已有多种拓扑结构，最常见的是用于单相的半桥、全桥和Heric（Sunways专利）逆变器，以及用于三相的六脉冲桥和中点钳位（NPC）逆变器。太阳能